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下机架是圆锥破碎机的主要结构件，也是圆锥破碎机其他部件的装配基础。此次我厂承揽的这种结构的下机架以前从没有生产过，不能借用过去的工艺思路，只能另辟蹊径。通过分析铸件结构，综合考虑冒口放置、模样结构和浇注系统等方面内容，设计出合理的工艺方案，生产出了用户满意的铸件。

1. 下机架的结构特点

下机架材质为GS20 Mn5，最大外形尺寸为2410mm，高1070 mm，其结构如图1 所示。

此铸件丁字形相接的结构多，热节多，补缩冒口布置困难，尤其是周边的4 个凸起的与主体相接处，以及前部的齿轮腔上面的凸出部位与主体相接处，这几个部位空间狭小，如果放置普通暗冒口，尺寸会很大，使后序清理难度增加，同时这几个地方也是铸件质量要求高的部位，需进行超声波探伤，因此如果不放冒口，铸件的质量就难于保证。

2. 工艺方案

( 1) 冒口的设计 对铸钢件来说，冒口设计的好坏会直接影响铸件质量。根据下机架的结构特点，拟采用在法兰上布置一圈冒口，中间部分放置一个暗冒口( 1 #冒口) 并加补贴，周边凸起与主体的相交处放暗冒口( 2 # 冒口)，齿轮腔与主体相交处增加补贴至法兰，再在法兰上放置一个相对较大的冒口( 3 # 冒口)，如图2 所示。

通过模数法算得2 # 冒口模数应≥4cm，由此冒口直径应≥240mm。由于冒口尺寸较大，且空间狭小，放置起来比较困难，造型也不方便，使后续清理也很困难。于是我们使用成形保温冒口，不但可以提高有效模数1. 5 ～1. 7 倍，造型时放置也容易很多，直接埋入砂型中，而且冒口尺寸也大大减小，节约了金属，提高了工艺出品率。齿轮腔上面的凸出部分与主体的相交处是一个大的热节，需放冒口对其补缩，但是如果此处放一个冒口，容易和法兰上的冒口互相影响，同时还要一些冒口补贴。考虑到这些因素，我们决定加大上方法兰对应的冒口，同时在冒口与凸起之间增加冒口补贴，这样同样能起到补缩的效果，造型也方便了很多。

( 2) 模样结构的设计 由于铸件结构复杂，以往类似铸件采用多个砂芯组成型腔，但这也往往引起铸件的累计尺寸偏差较大。为了减小铸件的尺寸偏差，就必须减少型芯，使砂型和砂芯的定位基准尽可能统一，这样可避免组芯过程中的累计误差，从而提高铸件的尺寸精度。下机架采用了一个基准型芯。合箱时，先下这个基准芯( 在最下面)，然后由它定位下其他型芯，从实际应用结果看，效果良好，大大减小了尺寸误差。

( 3) 浇注系统的设计 下机架钢液总重9800kg，浇注时间大约需要100s 左右。铸钢的熔点高，流动性差，对型腔冲刷较大，为使充型快速平稳，下机架铸件使用了底注缓冲式浇注系统。经计算，法兰是铸件截面最大的位置，且法兰上有很多冒口，为防止钢液在此截面上升过慢，冒口不能充满，影响冒口的补缩效果，在法兰处增加一层的补浇用浇口，提高此处的浇注速度，使金属液快速上升充满型腔，避免了产生冷隔等铸造缺陷。

3. 工艺效果

按此工艺方案，我们在首件工艺验证后，连续生产了4 件( 现在还在继续生产)，很少出现缩松、气孔等缺陷，铸件质量良好，超声波探伤全部合格，取得了很好的经济效益。

4. 结语

( 1) 采用保温暗冒口，可缩小冒口尺寸，方便造型，减少后续清理; 同时减少浇注钢液量，提高工艺出品率，降低了原材料和能源的消耗。

( 2) 底注缓冲式浇注系统，能快速平稳地充型，对于提高铸件质量具有良好的作用。(end)